ОБЪЕМ ЗАДАНИЯ И СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИКУМА

В задании на проведение работы указываются:

1. типовая схема холодильной установки;

2. мощность холодильника Q₀, кВт ;

3. вид хладагента – аммиак, фреон;

4. температуры воздуха в охлаждаемом помещении t_в ,°С;

5. температура воды, поступающей в конденсатор t_{вд 1} ,°С.

По исходным данным определяются основные рабочие параметры холодильного цикла, к которым относятся температуры кипения t₀ , конденсации t_к, переохлаждения t_п и всасывания в компрессор t_вс.

Полученные значения температур используются для построения рабочего цикла в диаграмме lg p – i и определения параметров холодильного процесса установки. Эти данные характеризуют базовый рабочий режим холодильной установки и являются исходными для проведения необходимых расчетов.

В соответствии с задачами практикума необходимо выполнить три расчетно-исследовательские работы.

Работа №1. Для определения зависимости температуры нагнетания компрессора от температур кипения и конденсации необходимо изменить значения t₀ и t_к базового режима. Рекомендуется использовать интервалы температур кипения D t₀ = 5°С и D t_к = 3°С (5 – 7 точек) в сторону уменьшения и повышения их значений. При этом, одно из значений температуры конденсации должно быть предельно высоким (рекомендуется выбрать t_к = 40°С). Определение значений температур нагнетания компрессора производится с использованием таблиц свойств хладагента и диаграммы lg p – i . Данные расчетов заносятся в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 Температуры нагнетания в зависимости от t₀ и t_к

t₀, °С t_к, °С

По данным расчетов строятся графические зависимости t₂ = f (t₀) и t₂ = f (t_к) с учетом изменения остальных температур.

Работа №2. С понижением температуры жидкого аммиака перед процессом дросселирования в регулирующем вентиле повышается холодопроизводительность установки. Эффективность работы переохладителя главным образом зависит от температуры и скорости протекания охлаждающей воды.

Для исследования влияния степени переохлаждения на основные показатели холодильной установки необходимо принять несколько значений Dt_по для базового режима (например Dt_по =0, 3, 5, 7, 9 °С). Изменение степени переохлаждения Dt_по в условиях эксплуатации влияет на показатели работы установки, поэтому с целью упрощения расчетов рекомендуется остальные параметры базового режима считать неизменными. Для различных значений Dt_по необходимо определить удельную массовую холодопроизводительность q₀ и холодильный коэффициент e_т (теоретический). Данные расчетов заносятся в таблицу 5.2.

Таблица 5.2 Зависимость q₀ и e_т от Dt_по

Степень переохлаждения Dt_по ,°С
Холодопроизводительность q₀, кДж/кг
Относительное изменение , %
Холодильный коэффициент e_т , %
Относительное изменение , %

По данным расчетов строятся графические зависимости q₀ = f(Dt_по) и e_т =

= f(Dt_по) с последующим анализом и выводами.

Работа № 3. При эксплуатации холодильных установок вследствие ряда причин температуры кипения и конденсации могут изменяться, что существенно влияет на холодопроизводительность и другие показатели компрессора. Отклонения от оптимального режима вызывают снижение производительности установки и увеличение эксплуатационных затрат. К числу основных показателей нарушения нормального режима работы установки относятся понижение температуры кипения хладагента и повышение температуры конденсации.

Понижение температуры кипения в аппаратах холодильной установки обычно являются следствием повышения температурного напора и снижением коэффициента теплопередачи. Работа при пониженной температуре кипения (при увеличенной степени сжатия) взывает понижение холодопроизводительности компрессора, увеличение удельного расхода электроэнергии при одновременном ухудшении условий работы компрессора, так как при этом повышается температура нагнетания. Работа холодильной установки при пониженной величине t₀ нежелательна из-за опасности замерзания холодоносителя в испарителе, возможного подмораживания продуктов и увеличения их усушки.

К основным причинам понижения коэффициента теплопередачи испарителя относятся: образование слоя инея (снеговой шубы) на рабочей поверхности испарителя, загрязнение маслом и отложение солей на поверхности теплообмена и уменьшение скорости движения рабочих сред.

Повышение температуры конденсации также ухудшает работу холодильной установки и снижает ее технико-экономические показатели. При повышенной температуре конденсации понижается холодопроизводительность компрессора в связи с увеличением степени сжатия. При этом также увеличивается удельный расход энергии и повышается общая температура нагнетания. Снижение эффективности конденсатора обычно происходит из-за уменьшения коэффициента теплопередачи, недостаточной подачи и повышения температуры охлаждающей воды (особенно в летнее время). Возможными причинами понижения коэффициента теплопередачи конденсатора могут быть загрязнение поверхности труб отложениями, образование масляной пленки и наличие воздуха в нем.

Для исследования степени влияния температуры кипения и конденсации на холодопроизводительность компрессора необходимо изменить значения t₀ и t_к базового режима (4–6 точек) с интервалом Dt = (2-3) °С.

Рекомендуется значение t_к увеличивать, а величину t₀ изменять в обе стороны от базового значения.

Для каждого значения t_к необходимо определить удельную холодопроизводительность в исследуемом интервале температур кипения t₀. Данные расчетов заносятся в таблицу 5.3.

Полученные расчетные данные используются для построения графических зависимостей q₀=f(t₀) и q₀=f(t_к). Следует определить относительное изменение холодопроизводительности Dq₀/q₀ в исследуемом интервале температур t₀ и t_к с последующим анализом и выводами.

Таблица 5.3 - Удельная холодопроизводительность в зависимости от t₀ и t_к

Температура конденсации t_к, °С Температура кипения t₀, °С

Температуры кипения t₀ и конденсации t_к определяют режим эксплуатации и рабочую холодопроизводительность установки. При выборе компрессорного агрегата необходимо учитывать отличие температурного режима холодильной установки от его паспортных данных, полученных на заводских испытаниях при стандартной холодопроизводительности. Компрессор выбирается по объему, описанному поршнем, по стандартной холодопроизводительности или по заводским графическим зависимостям рабочей холодопроизводительности от температуры кипения .

Стандартный режим холодильной установки характеризуется следующими температурами:

t₀ =-15 °С, t_к=30 °С, t_п=25 °С, t_вс=-10 °С.

Подбор одноступенчатого компрессора по стандартной холодопроизводительности производится после пересчета ее рабочего значения по формуле:

, Вт

где - холодопроизводительность при рабочих условиях, Вт;

, - коэффициенты подачи при стандартных и рабочих условиях;

, - объемная холодопроизводительность при стандартном и рабочем режимах, Дж/м³.

Величина q_V может быть определена расчетом:

где - удельный объем паров хладагента на входе в компрессор, м³/кг.

Количество компрессоров для холодильной станции может быть определено в зависимости от назначения установки, неравномерности тепловой нагрузки, требуемой точности регулирования холодопроизводительности. Так, при постоянной нагрузке целесообразно выбрать один или два компрессора большой производительности. Если нагрузка неравномерна, меняется по сезонам и в течение суток, лучше применять несколько однотипных компрессоров меньшей производительности.

При выполнении расчетно-исследовательской работы целесообразно для сравнения подобрать компрессора по стандартной холодопроизводительности в базовом расчетном режиме. Пример расчета одноступенчатого компрессора приведен в приложении 1. Данные проведённых расчётно-исследовательских работ могут быть использованы для курсового проекта по холодильным станциям.